基于FPGA的電力線跳頻通信技術(shù)研究.pdf

1、相對(duì)于固定頻率通信系統(tǒng),跳頻系統(tǒng)的工作頻帶加寬,抗干擾能力和抗截獲能力增強(qiáng),具有碼分多址和頻帶共享的組網(wǎng)通信能力。跳頻系統(tǒng)是瞬時(shí)窄帶系統(tǒng),易于與目前的窄帶通信系統(tǒng)兼容。給出了一種基于跳頻技術(shù)的電力線載波通信方法。由于采用了跳頻技術(shù),系統(tǒng)具有很強(qiáng)的抗干擾、抗頻率選擇性衰減的能力,較低的誤碼率以及多用戶功能,對(duì)通過電力線這種受干擾嚴(yán)重,衰減大的信道進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸有很好的適應(yīng)性。研究了跳頻通信系統(tǒng)的相關(guān)理論,包括工作原理、系統(tǒng)組成及其關(guān)鍵技術(shù)。

2、設(shè)計(jì)了基于m序列的跳頻序列,提出了待設(shè)計(jì)跳頻通信系統(tǒng)的相關(guān)指標(biāo),給出了系統(tǒng)的整體實(shí)現(xiàn)方案。設(shè)計(jì)了跳頻通信系統(tǒng)的硬件,包括FPGA開發(fā)板和控制板。其中,FPGA開發(fā)板使用Xilinx Spartan-3系列的XC3S400開發(fā)板,系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)主要是對(duì)控制板的設(shè)計(jì)?？刂瓢逵布O(shè)計(jì)包括單片機(jī)及其外圍電路、AD及DA轉(zhuǎn)換電路、信號(hào)調(diào)理電路及濾波耦合電路的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)發(fā)送接收濾波耦合電路時(shí)涉及到與電力線阻抗匹配的問題,是整個(gè)硬件電路設(shè)計(jì)的難點(diǎn),本文

3、給出了較為詳細(xì)的討論。設(shè)計(jì)了跳頻通信系統(tǒng)的軟件,包括FPGA邏輯設(shè)計(jì)和單片機(jī)程序設(shè)計(jì)。FPGA邏輯設(shè)計(jì)主要包括調(diào)制解調(diào)邏輯設(shè)計(jì)和位同步設(shè)計(jì)；調(diào)制邏輯設(shè)計(jì)采用了直接數(shù)字頻率合成技術(shù)；解調(diào)邏輯設(shè)計(jì)采用了相干解調(diào)方式,使用匹配濾波解調(diào)器實(shí)現(xiàn)；位同步設(shè)計(jì)采用了超前滯后位同步法；單片機(jī)作為主控制器,承載了整個(gè)系統(tǒng)協(xié)議,并控制FPGA實(shí)現(xiàn)調(diào)制解調(diào)的功能。本文設(shè)計(jì)了收發(fā)雙方通信過程中使用的數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu),給出了單片機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)與接收數(shù)據(jù)的程序流程。對(duì)系統(tǒng)的